None Waste | Individuelle Fertigung von Betonbauteilen

Durch den Einsatz von Robotern wurden viele Industriezweige unter anderem im Maschinen- und Automobilbau in den vergangenen Jahrzehnten automatisiert. Hierdurch konnten sie nicht nur ihre Wertschöpfungskette weiterentwickeln, sondern auch ihre Produktivität steigern. Besonders die Automobilindustrie, in der robotergestützte und autonome Serienfertigung von Fahrzeugen vorherrscht, zeigt dabei eindrucksvoll, wie immer höhere Stückzahlen in hoher Qualität bei gleichzeitig sinkenden Produktionskosten realisiert werden können. Im Bauwesen hingegen ist die Automatisierung bisher noch kaum angekommen und speziell im Betonbau herrscht heutzutage immer noch eine Vielzahl von manuellen Herstellungsprozessen vor.

Zwar existieren heute bereits Ansätze zur automatisierten Herstellung von standardisierten Betonfertigteilen, jedoch erfüllen diese kaum den Wunsch nach individuell geformten Bauwerksstrukturen, die besonders im Wohnungsbau vorherrschen. Im Vergleich zur Automobilindustrie, in der hohe gleich bleibende Stückzahlen gefertigt werden, sind Bauaufgaben meist individueller und die Stückzahlen gering. Der Umstand, dass sich Automatisierungen bisher nur über große Stückzahlen amortisierten, kann somit als Hemmnis dafür angesehen werden, dass sich die Automatisierung von Prozessen im Betonbau bei der Herstellung von freigeformten individuellen Betonbauteilen bisher nicht wirtschaftlich darstellen lässt. Um eine Automatisierung im Betonbau wirtschaftlich umzusetzen, fehlt es an neuen innovativen automatisierten Herstellungsprozessen für Betonfertigteile, mit denen sich auch Kleinserien und Unikate wirtschaftlich schalen und somit herstellen lassen.

Hier setzt die vorliegende Arbeit an. Es soll ein vollautomatisierter Fertigungsprozess entwickelt werden, mit dem freigeformte Betonbauteile abfallfrei hergestellt werden können. Hierzu wird Wachs als vollkommen recycelbares Schalungsmaterial zu Wachskörpern (Rohlingen) gepresst, die anschließend durch maschinelle Fräsbearbeitung zu freigeformten Schalungsmodulen geformt werden. Die so entstehenden Wachsschalungsmodule können im Anschluss aufgrund ihrer Modularität zu einer beliebig großen Gesamtschalung zusammengesetzt und mit Beton befüllt werden. Nach dem Erhärtungsprozess des Betons werden die nun nicht mehr benötigten Wachsschalungsmodule sowie die im Fräsprozess anfallenden Wachsspäne durch einen ebenfalls zu erforschenden Recyclingprozess in den Fertigungsprozess zurückgeführt.

Durch die Erforschung dieses Fertigungsprozesses wird der Bauindustrie ein Herstellungsverfahren bereitgestellt, mit dem individuelle und in Serie produzierte Betonbauteilunikate kostengünstig hergestellt werden können. Neben der Vermeidung von Abfall können dabei durch die Wiederverwendung des Wachses die derzeit vorherrschenden hohen Herstellkosten von Schalungen für Unikate und Kleinserien gesenkt und der Einsatz solcher Betonbauteilunikate in der Bauwirtschaft auch unter wirtschaftlichen Aspekten realisiert werden.